空气中空心阴极不同放电模式下的发光特性

为了进一步揭示空心阴极放电中放电模式的转换机制,特别是空心阴极放电过程中自脉冲的形成机理,利用柱型空心阴极放电结构,在空气环境下研究了放电处于不同模式时的发光特性。测量得到了不同放电模式下的伏安特性曲线、放电发光图像、自脉冲阶段的脉冲波形等。实验结果表明随着放电电流的增加放电分为汤生放电模式、自脉冲放电模式、正常辉光放电模式和反常辉光放电模式。虽然所用电源为直流电源,但在自脉冲放电阶段电流和电压随时间呈周期性变化。实验结果表明在不同的放电模式下具有不同的发光特性。在由汤生放电转换为自脉冲放电模式和由自脉冲模式转换为正常辉光放电模式过程中,放电腔的径向中心处和轴向孔口附近均存在光强的突变。实验同时在200～700 nm范围内测量得到了不同电流时的发射光谱。结果表明发射光谱主要集中在330～450 nm,主要包括氮分子的第二正带系(C3Π_u→B3Π_g )和氮分子离子的第一负带系（B2Σ+_u→X2Σ+_g）。其中氮分子离子第一负带系具有较强的发射光谱。由于B2Σ+_u激发电位较高,因此该谱带较强发射光谱的存在表明空心阴极放电较其他放电形式更容易获得高激发态粒子和高能量电子。在650～700 nm附近存在一弱的发光谱带,主要为氮分子的第一正带发射谱（B3Π_g→A3Σ+_u）。在此基础上根据双原子光谱发射理论,结合氮分子第二正带系的三组顺序组带：Δν=-1,-2和-3,利用玻尔兹曼斜率法计算得到了不同放电模式下氮气的分子振动温度。结果表明在实验电流范围内分子振动温度在3 300 K左右,随着电流的增加而升高,并且在自脉冲消失时存在一突变迅速增强。由于电子能量、电子密度与分子振动温度密切相关,因此该结果也表明随着放电电流的增加电子平均能量和电子密度不断增加,当脉冲消失时,电子平均能量和电子密度出现跃变升高。最后,对空心阴极放电中自脉冲的形成机理进行了讨论,结果表明自脉冲放电源于放电模式的转换。     

氦气空心阴极放电动力学过程的模拟研究

利用流体模型模拟研究了氦气空心阴极放电的时空动力学过程,计算得到了不同放电时刻电子和亚稳态氦原子密度、电势、电场、基态电离速率和分步电离速率等的时空分布特性。特别是讨论了亚稳态原子和分步电离对于放电的影响。结果表明,随着电流的增长,放电处于五个不同的放电模式:第一阶段电流上升非常缓慢,为汤生放电模式,带电粒子密度、亚稳态原子密度和径向电场均很弱;第二阶段电流迅速上升,放电模式由汤生放电向空心阴极放电过渡,带电粒子密度、亚稳态原子密度和径向电场迅速增强;第三阶段达到准稳态阶段,放电电流增长速度变缓,形成了明显的阴极鞘层结构;第四阶段为空心阴极效应形成阶段,向稳态阶段过渡;第五阶段为稳态放电阶段。研究结果同时表明,亚稳态氦原子和分步电离在放电的初始阶段对于放电的发展作用较弱,在前三阶段中,电子的产生以基态电离为主。随着放电的发展,由亚稳态原子引起的分步电离对新的电子产生的作用逐渐接近并超过基态电离,对总电离的贡献率越来越高。     

高分辨率CMOS相机沿轨长条带钟摆式搜索成像设计

为实现面阵相机对沿轨方向长条带区域一定重叠率的推凝视成像,设计了高分辨CMOS传感器的钟摆式搜索成像模型.通过长条带逐层区域划分和成像重叠率渐近变化构建,计算了钟摆式搜索成像参量和卫星实时推凝指向姿态,并利用多次小幅逼近的PD控制器分析了搜索成像姿态控制精度与成像像移失配量.利用高分CMOS原理样机和小卫星姿控仿真平台对P5型曲面LED靶标系统进行地面等比缩放的长条带钟摆式搜索成像仿真试验.结果表明:帧间重叠率大于85%的钟摆式搜索成像比全凝视成像区域扩大了4倍;控制周期为10 Hz时,其姿态控制精度优于0.05°,姿态稳定度优于0.003°/s,搜索成像对应的图像传递函数能够达到0.141 1.     

用于LiDAR的16×1列阵CMOS单光子TOF图像传感器

设计了一款用于激光雷达的CMOS单光子飞行时间图像传感器.该传感器集成了16个结构优化的单光子雪崩二极管像素和一个双计数器结构的13-bit时间数字转换器电路.每个像素单元包括一个新型的主动淬灭-恢复电路.该设计通过优化器件的保护环来降低器件的暗噪声;带有反馈回路的主动淬灭-恢复电路用于降低死时间;时间数字转换器采用双计数器结构来避免计数器的亚稳态导致的计数错误.基于CMOS 180nm标准工艺制作了该传感器.测试结果表明:在1V的过偏压下,单光子雪崩二极管列阵的中值暗计数率为8kHz;在550nm波长光照下探测效率最高,为18%;设计的主动淬灭-恢复电路将死时间有效降低至8ns;时间数字转换器的分辨率为416ps,帮助整个系统实现厘米级距离分辨率.该传感器在0.5m距离下实现了空间分辨率为320×160的深度图像,其测距的最大非线性误差为1.9%,准确度为3.8%.     

电阻率法探测黄土滑坡滑动面(带)的试验研究

根据滑体与滑床土的结构差异特性,其中电阻率特性也有显著不同,利用WDJD-1型多功能数字直流激电仪和改进的探测电极装置,分别在滑坡后壁原状黄土地层、探槽及钻孔中测试黄土滑坡滑面上下各层土的电阻率值。试验结果显示电阻率测试曲线在滑动带位置出现异常跃变现象,而曲线在未滑动过的黄土地层之间变化差异不明显。这一异常突变特性,在实践中可作为鉴别滑动面位置的特征标志。该探测方法充分利用现有的勘探技术条件,操作简便,试验结果直观,可在黄土滑坡勘察实践中推广使用。     

初高中化学知识衔接教学方法初探

学生刚刚由初中升入高中学习时,心中充满了兴奋和新奇感,因此引导学生在原有的知识层次上稳步迈上一个新的台阶,使学生在原有的基础上逐步接受新知识而不感到“力不从心”。就必须搞好初高中知识的衔接。     

Microwave reflection properties of planar anisotropy Fe50Ni50 powder/paraffin composites

The reflection properties of planar anisotropy Fe₅₀Ni₅₀ powder/paraffin composites have been studied in the microwave frequency range. The permeability of Fe₅₀Ni₅₀ powder/paraffin composites is greatly enhanced by introducing the planar anisotropy, and can be further enhanced by using a rotational orientation method. The complex permeability can be considered as the superposition of two types of magnetic resonance. The resonance peak at high frequency is attributed to the natural resonance, while the peak at low frequency is attributed to the domain-wall resonance. The simulated results of the microwave reflectivity show that the matching thickness, peak frequency, permeability, and permittivity are closely related to the quarter wavelength matching condition. The Fe₅₀Ni₅₀ powder/paraffin composites can be attractive candidates for thinner microwave absorbers in the L-band (1-2 GHz).     

区间数型水环境质量综合评价云物元模型及其应用

用区间数表示的水环境质量标准值及监测样本的区间值不仅具有模糊性,同时具有随机性.针对区间数型水环境质量综合评价同时存在模糊性与随机性的问题,建立了一种基于云模型和物元模型的水环境质量综合评价模型.模型首先根据正态云模型的数字特征将水环境质量标准及待评价水质样本的区间值转化为云模型;然后,定义了云模型相似关联度公式,通过计算待评价水质样本与水环境质量标准的综合相似关联度,按照最大关联度原则确定水环境质量级别;最后通过实例说明了模型的应用,并与用其它方法得到的结果进行了对比,验证了模型的有效性.     

Au@PS纳米颗粒掺杂PDMS/(PVDF-TrFE)复合薄膜的制备及介电-疏水性能

结合乳液聚合和还原法在250 nm的聚苯乙烯(PS)微球表面均匀负载了Au纳米颗粒. 通过溶液共混法, 使Au@PS纳米颗粒与聚二甲基硅氧烷(PDMS)/聚偏氟乙烯-三氟乙烯[P(VDF-TrFE)](质量比为2∶3)均匀混合, 制备出结构致密、 Au@PS均匀分布的微突起的复合薄膜. 研究了不同Au@PS纳米颗粒掺杂量对复合薄膜的结构、 熔融结晶行为和介电疏水特性的影响. 研究发现, Au@PS纳米颗粒的引入阻碍了P(VDF-TrFE)的β相的产生, 但对PDMS/P(VDF-TrFE)复合薄膜的化学健结构没有显著影响; 随着Au@PS纳米颗粒含量的增多, 复合薄膜结晶温度和玻璃化转化温度升高, 熔点略有降低. 由于界面极化和微电容效应协同作用, 掺杂Au@PS复合薄膜的介电常数有显著提升. PS球表面均匀负载的Au纳米颗粒减少了导电网络的构成, 使介电损耗维持在较低值. 掺杂5%(质量分数)Au@PS的复合薄膜介电常数达到22(100 Hz), 分别为纯PDMS和PDMS/P(VDF-TrFE)的8.8倍和3.14倍, 同时具有优异的疏水特性, 接触角达到112.31°.     

非腔长匹配相干叠加脉冲锁模激光器的实验研究

实现了一种新型的非腔长匹配相干叠加脉冲锁模Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的锁模运转。锁模脉冲宽度为６０ｐｓ．给出该种新型锁模激光器的运转特性以及锁模状态与各种实验参数之间的关系。对于该种激光器的各种实验现象给出了简明清晰的物理解释。